文/中山市實(shí)驗(yàn)中學(xué)
網(wǎng)絡(luò)畫板(http://www.netpad.net.cn/)是一款支持在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下運(yùn)行的專業(yè)的數(shù)學(xué)學(xué)科工具軟件,是開放共享的移動(dòng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,可以讓數(shù)學(xué)更有趣,更直觀.基于此,筆者應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)畫板的工具,列舉一些高中階段橢圓軌跡的常見作法,并給出具體的作法步驟和設(shè)計(jì)思路.
一、利用橢圓的定義作圖(圖一)
定義:我們把平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1,F2的距離的和等于常數(shù)(大于|F1F2|)的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.
作法:(1)作圓F1,并在圓內(nèi)任取一點(diǎn)F2.
(2)在圓上任取一動(dòng)點(diǎn)M,連接MF2并做其中垂線l,中垂線l與MF1交于點(diǎn)P.
(3)依次選中M和P點(diǎn),選擇軌跡.
設(shè)計(jì)思路:作MF2的中垂線l,使得PF2=PM,從而|PF1|+|PF2|=|MF1|(恒等于大圓半徑),而且F2在圓內(nèi),所以|F1F2|<|MF1|符合橢圓的定義.如果把點(diǎn)F2拖到圓外,軌跡則是雙曲線.
二、已知圓A:(x+a)2+y2=r2,圓A內(nèi)有一定點(diǎn)B(a,0),圓P過點(diǎn)B且與圓A內(nèi)切,作圓心P的軌跡(圖二)
作法:(1) 在x軸上找兩個(gè)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)F1,F2,并作大圓F1,并在大圓上找一個(gè)動(dòng)點(diǎn)M.
(2)連接MF1和MF2,作MF2的中垂線l,交MF1于點(diǎn)P.
訓(xùn)導(dǎo)他們的人是老崔,老崔是物業(yè)經(jīng)理,這些日子,停車事件頻頻發(fā)生,有涵養(yǎng)的老崔嘴上起泡,心里長(zhǎng)毛,天天在小區(qū)里東轉(zhuǎn)西轉(zhuǎn),眼睛東瞄西掃,恨不得到哪里發(fā)現(xiàn)一塊新大陸。他的副手還帶著保安在背后嘲笑他,說(shuō),這個(gè)小區(qū)有什么轉(zhuǎn)頭的,老崔這是找車位呢,還是找老鼠洞?
(3) 以P為圓心MP為半徑作圓.
(4) 依次選中M和P點(diǎn),選擇軌跡.
設(shè)計(jì)思路:類似于圖一的作法,根據(jù)橢圓的定義找到P點(diǎn)位置.因?yàn)镻M=PF2,所以以P為圓心,PM為半徑作圓P滿足題意.
圖一
圖二
三、在圓x2+y2=a2上任取一點(diǎn)P,過P點(diǎn)作x軸的垂線段PD,D為垂足,當(dāng)P在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),作出線段PD的中點(diǎn)M的軌跡(圖三)
作法:(1) 作圓O,并在圓上取一動(dòng)點(diǎn)M.
(2) 作x軸的垂線MD,垂足為D,并取MD中點(diǎn)P.
(3) 依次選中M和P點(diǎn),選擇軌跡.
四、設(shè)點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別是(-a,0),(a,0).直線AM,BM相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積是定值b(b<0,b≠-1),作出點(diǎn)M的軌跡(圖四)
作法:(1)在x軸上取兩個(gè)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)A,B.
(2)新建一個(gè)變量b(b<0,b≠-1)為斜率之積.
(3)以A為圓心做小圓,并在圓上任取一點(diǎn)M,過A,M點(diǎn)作直線l.
(5)計(jì)算測(cè)量出B點(diǎn)的橫坐標(biāo)xb,作出直線y=k2(x-xb)并交l于點(diǎn)P.
(6)依次選中M和P點(diǎn),選擇軌跡.
設(shè)計(jì)思路:這是人教版選修2-1中P41例3的一般情況,其實(shí)當(dāng)-10時(shí)表示雙曲線.
圖三
圖四